第4课时:牛顿第二定律.ppt
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1、垫江中学高12级第一轮复习课件,第三章 牛顿运动定律 第36课时 牛顿第二定律的应用,5.把各量统一单位,代入数值求解.求出结果后,要养成检验的好习惯,看看结果是否符合题意或实际情况,一、应用牛顿第二定律的基本步骤,1、分析题意,明确已知条件和所求量,2、选取研究对象;所选取的对象可以是一个物体,也可以是几个物体组成的系统,同一个题目,根据题意和解题需要也可以先后选取不同的研究对象,3、对其进行受力情况分析和运动情况分析(切莫多力与缺力),4、根据牛顿第二定律列出方程,1、已知物体的受力情况求物体运动中的某一物理量:应先对物体受力分析,然后找出物体所受到的合外力,根据牛顿第二定律求加速度a,再
2、根据运动学公式求运动中的某一物理量,2、已知物体的运动情况求物体所受到的某一个力:应先根据运动学公式求得加速度a,再根据牛顿第二定律求物体所受到的合外力,从而就可以求出某一分力,综上所述,解决问题的关键是先根据题目中的已知条件求加速度a,然后再去求所要求的物理量,加速度象纽带一样将运动学与动力学连为一体,题型四、动力学的两类基本问题,例1:如图所示地面上放m40kg的木箱,用大小为10N与水平方向夹角300的力推木箱,木箱恰好匀速运动,若用此力与水平方向成300角斜向上拉木箱,30s可使木箱前进多少米?(g取10m/s2),当力斜向上拉时: 竖直方向:Nmg一 Fsin300 水平方向:Fco
3、s300N=ma,解析:对木箱受力分析如图,物体匀速运动,有: 竖直方向:NmgFsin3000 水平方向:Fcos300一f= 0 而fN 所以Fcos300/(mgFsin300)=0.02,例2、(10宁夏三次联考)如图所示,在倾角为=300的固定斜面上,跨过定滑轮的轻绳一端系在小车的前端,另一端被坐在小车上的人拉住,已知人的质量为M=60kg,小车的质量为m=10kg,绳及滑轮的质量、滑轮与绳间的摩擦不计,斜面对小车的摩擦阻力为人和小车总重力的0.1倍,取g=10m/s2,斜面足够长。当人以F=280N的力拉绳时,求: (1)人与车一起运动的加速度大小; (2)人所受摩擦力的大小和方向
4、; (3)某时刻人和车沿斜面向上的速度为3 m/s,此时人松手,则人和车一起滑到最高点所用时间为多少?,练、放在光滑水平面上的物体, 受到水平向右的力F的作用, 从静止开始做匀加速直线运动. 经过t秒后, 改用大小与F相同, 方向与F相反的力F作用, F作用t 秒物体回到原出发点, 则t 等于多少?,解:画出运动示意图,,A到B,匀加速运动,B经C回到A,匀减速运动,练、如图,质量m=2kg的物体静止于水平地面的A处,A、B间距L=20m。用大小为30N,沿水平方向的外力拉此物体,经t0=2s拉至B处。(已知sin370=0.6,cos370=0.8,取g=10m/s2。求: (1)求物体与地
5、面间的动摩擦因数; (2)用大小为30N,与水平方向成37的力斜向上拉此物体,使物体从A处由静止开始运动并能到达B处,求该力作用的最短时间t。,题型五、传送带问题,1、水平传送带,例3、如图所示,水平传送带两轮轴心间距L=20m,正以v=4m/s2的速度匀速转动,一质量m=1kg的小物体与皮带间的动摩擦因数=0.1,将该小物体无初速度地放在皮带左端,取g=10m/s2.则该物体经多长时间到达皮带的右端?,引伸1、在上例中若皮带两轮轴心间距变为l=2m,其它条件不变,则所求时间为多长? 引伸2、在上例中,若提高传送带的速度,可以使物体从一端到另一端的时间缩短,为使物体到另一端所用的时间最短,则皮
6、带的最小速度是多少? 引伸3、在上例中,小物体在皮带上留下的划痕多长? 引伸4、在上例中,小物体在皮带上运动过程中转化的内能是多少? 引伸5、在上例中要使小物体经右端点时做平抛运动,则皮带轮的半径R不能超过多大?,例4、如图所示,水平传送带水平段长L6m,两皮带轮半径均为R0.1m,距地面高H5m,与传送带等高的光滑水平台上在一小物块以v0=5m/s的初速度滑上传送带,物块与传送带间的动摩擦系数0.2,取g=10m/s2.设皮带轮匀速转动的速度为v,物体平抛运动的水平位移为s,以不同的v值重复上述过程,得一组对应的v,s值。由于皮带轮的转动方向不同,皮带上部向右运动时用v0,皮带上部向左运动时
7、用v0表示,在图中(b)中给出的坐标上正确画出s-v的关系图线。,例5、如图所示,水平传送带AB长l=8.3m,质量为M=1kg的木块随传送带一起以v1=2m/s的速度向左匀速运动(传送带的传送速度恒定),木块与传送带间的动摩擦因数=0.5。当木块运动至最左端A点时,一颗质量为m=20g的子弹以v0=300m/s水平向右的速度正对射入木块并穿出,穿出速度u=50m/s,以后每隔1s就有一颗子弹射向木块,设子弹射穿木块的时间极短,且每次射入点各不相同,取g=10m/s2。求: 1)在被第二颗子弹击中前,木块向右运动离A点的最大距离? 2)木块在传送带上最多能被多少颗子弹击中? 3)从第一颗子弹射
8、中木块到木块最终离开传送带的过程中,子弹、木块和传送带这一系统所产生的热能是多少?,练、如图所示,水平传送带A、B两端相距S3.5m,工件与传送带间的动摩擦因数=0.1。工件滑上A端瞬时速度vA4 m/s,达到B端的瞬时速度设为vB。 (1)若传送带不动,vB多大? (2)若传送带以速度v(匀速)逆时针转动,vB多大? (3)若传送带以速度v(匀速)顺时针转动,vB多大?,解:(1)传送带不动,工件滑上传送带后,受到向左的滑动摩擦力(Ff=mg)作用,工件向右做减速运动,初速度为vA,加速度大小为ag1m/s2,到达B端的速度,(2)传送带逆时针转动时,工件滑上传送带后,受到向左的滑动摩擦力仍
9、为Ff=mg ,工件向右做初速vA,加速度大小为ag1 m/s2减速运动,到达B端的速度vB=3 m/s,(3)传送带顺时针转动时,根据传送带速度v的大小,由下列五种情况:,若vvA,工件滑上传送带时,工件与传送带速度相同,均做匀速运动,工件到达B端的速度vB=vA,若v ,工件由A到B,全程做匀加速运动,到达B端的速度vB=,若v ,工件由A到B,全程做匀减速运动,到达B端的速度,若vAv ,工件由A到B,先做匀减速运动,当速度减小到传送带速度v时,工件与传送带一起作匀速运动速度相同,工件到达B端的速度vBv。,例6、如图所示,传送带与水平面夹角为370 ,并以v=10m/s运行,在传送带的
10、A端轻轻放一个小物体,物体与传送带之间的动摩擦因数=0.5, AB长16米,求:以下两种情况下物体从A到B所用的时间. (1)传送带顺时针方向转动 (2)传送带逆时针方向转动,2、倾斜传送带,解:(1)传送带顺时针方向转动时受力如图示:,mg sinmg cos= m a,则:a = gsingcos= 2m/s2,在斜面方向上有:,由运动学公式:,(2)传送带逆时针方向转动物体受力如图:,开始摩擦力方向向下,向下匀加速运动,a=g sin370 + g cos370 = 10m/s2,速度达到10m/s用时t1=v/a=1s 位移S1=5m,物体距B点的距离为S2=11m,此时,摩擦力方向变
11、为沿斜面向上,a2=g sin370 -g cos370 = 2 m/s2,则物体以初速度v=10m/s向下作匀加速运动,t2=1s,故:t=t1+t2=2s,3、其它传送带,例7、如图所示的传送皮带,其水平部分 ab=2m,bc=4m,bc与水平面的夹角=37,一小物体A与传送皮带的滑动摩擦系数=0.25,皮带沿图示方向运动,速率为2m/s。若把物体A轻轻放到a点处,它将被皮带送到c点,且物体A一直没有脱离皮带。求物体A从a点被传送到c点所用的时间。,题型六、叠放体问题,例8:如图所示,放在水平地面上的木板长1m,质量为2kg,B与地面间的动摩擦因数为0.2一质量为3kg的小铁块A放在B的左
12、端,A、B之间的动摩擦因数为0.4当A以3m/s的初速度向右运动后,求最终A对地的位移和A对B的位移,解:A在摩擦力作用下作减速运动,B在上、下两个表面的摩擦力的合力作用下先做加速运动,当A、B速度相同时,A、B立即保持相对静止,一起向右做减速运动,A的加速度:aA=-4ms2,B的加速度:,AB的相对加速度:aAB=aAaB5ms2,当vAB=0时,A在B上停止滑动,在此过程中,,A从开始运动到相对静止经历的时间,在此时间内B的位移,A、B相对静止时的速度vaBt10.6m/s0.6m/s,随后A、B一起以a=Bg=2m/s2作匀减速运动直至停止,这段时间内的位移,综合:在整个运动过程中A对
13、地的位移 SA=SB十S相S=(0.180.90.09)ml.17m,练、(10福建卷)如图所示,物体A放在足够长的木板B上,木板B静止于水平面。t=0时电动机通过水平细绳以恒力F拉木板B,使它做初速度为零,加速度aB=1.0m/s2的匀加速直线运动。已知A的质量mA和B的质量mB均为m=2.0kg,A、B之间的动摩擦因数1=0.05,B与水平面之间的动摩擦因数2=0.1,最大静摩擦力与滑动摩擦力大小视为相等,重力加速度g取10m/s2。求: (1)物体A刚运动时的加速度aA (2)t=1.0s时,电动机的输出功率P; (3)若t=1.0s时,将电动机的输出功率立即调整为P=5W,并在以后的运
14、动过程中始终保持这一功率不变,t=3.8s时物体A的速度为1.2m/s。则在t=1.0s到t=3.8s这段时间内木板B的位移为多少?,一些(由斜面、绳子、轻杆等)通过相互作用连接在一起的物体系统。它们一般有着力学或者运动学方面的联系。,1、连接体问题的常见图景,(1)依靠绳子或弹簧的弹力相连接,题型七、连接体问题,(2)依靠相互的挤压(压力)相联系,(3)依靠摩擦相联系(叠加体),实际中的连接体都是上述典型方式的组合,(4)其它联系方式(如电荷间的作用等),2、整体法和隔离法: 在连接体问题中,如果不要求知道各个运动物体之间的相互作用力,并且各个物体具有大小和方向都相同的加速度,就可以把它们看
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